Хмара1

38. Особенности гидробиологических и гидрохимических режима рек. Классификация озер по минерализации и солевому составу. Классификация озер по минерализации. В соответствии с общей классификацией природных вод по минерализации озера могут быть подразделены на пресные (или пресноводные) с соленостью менее I %о, солоноватые с соленостью от 1 до 25 %о, соленые с соленостью 25—50 %о (озера с морской соленостью). Химический состав озерных вод. От менее засушливых районов к более засушливым увеличивается минерализация воды озер; в этом же направлении происходит трансформация основного химическо­го состава вод (содержания анионов и катионов): воды из гидро­карбонатного класса переходят в сульфатный и хлоридный и из кальциевой группы в магниевую и натриевую. Биогенные вещества в озерной воде необходимы для жизне­деятельности водных организмов, однако их избыток приводит к ухудшению качества воды в озерах. Кислород поступает в озера в основном из атмосферы, а также продуцируется в процессе фотосинтеза. При избытке кислород уходит из воды в атмосферу. Как и другие водные объекты, озера населены водными орга­низмами (гидробионтами). По условиям питания водных организ­мов озера подразделяются на олиготроф-ные; евтрофные; дистрофные; мезотрофные. Наиболее богаты жизнью прибрежные районы озера. Видовой состав бентоса — высших водных растений (макрофитов), моллюсков и др.— изменяется с увеличением глубины вдоль под­водного склона. Для озер в условиях умеренного климата довольно типично «тяготение» некоторых видов вод­ной растительности к глубинам: осока растет на берегу и на глу­бинах, не превышающих 10—20 см, тростник растет до глубины 1м, камыш — 2, кувшинки — 2,5, рдест — около 3 м.

39. Проблемы, связанные с судьбой Каспийского и Аральского морей. ВЛИЯНИЕ ОЗЕР НА РЕЧНОЙ СТОК. Влияние озер на природную среду проявляется прежде всего через речной сток. Различают общее постоянное воздействие озер на круговорот воды в речных бассейнах и регулирующее воздей­ствие на внутригодовой режим рек. Основное влияние сточных водоемов суши на материковое зве­но круговорота воды заключается в замедлении водо-, соле- и теплообмена в гидрогра­фической сети. Озера представляют собой скопление вод, увеличивающее емкость гидрографической сети. Озера оказывают, таким образом, регулирующее влияние не только на сток воды, но и на сток солей, наносов, теплоты. Комплекс проблем, связанных с судьбой Каспийского и Араль­ского морей, приобрел особую актуальность в последние 30— 40 лет. Это объясняется, во-первых, существенными изменения­ми и природного облика и режима этих озер, происшедшими буквально на глазах одного и того же поколения людей; во-вторых, большим экономическим и эко­логическим значением этих водоемов и заметным ущербом хо­зяйству и природе, нанесенным в последние десятилетия; в-тре­тьих, большими расхождениями в оценках в научной литературе и СМИ не только причин изменений режима водоемов, но и того, что вообще в них происходит. 40. Использование озер в народном хозяйстве. Озера широко используют для рыбного хозяйства, водного транс­порта, водоснабжения, добычи минерального сырья, отдыха, туризма и спорта. Важно отметить необходимость комплексного и рацио­нального использования водных и других ресурсов озер с обяза­тельным учетом требований охраны природных (водных, земель­ных, рыбных и др.) ресурсов. Проблема защиты природных ресурсов озер (особенно бессточ­ных) неразрывно связана с рациональным использованием и охра­ной водных ресурсов в бассейнах рек, питающих эти озера. Это особенно хорошо видно на примере Аральского моря, судьба кото­рого неразрывно связана с использованием водных ресурсов в бас­сейнах рек Амударьи и Сырдарьи. Изменение ре­жима Аральского моря, вызванное резким сокращением стока впа­дающих в него рек,— наглядный пример крупномасштабного край­не негативного воздействия хозяйственной деятельности на природу.

41. Значение водохранилищ и их размещение на земном шаре. Виды водохранилищ и их классификация. Водохранилище — это искусственный водоем, созданный для накопления и последующего использования воды и регулирования стока. Приблизительно 95 % объема всех водохранилищ мира сосредо­точено в крупных водоемах с полным объемом более 0,1 км⁵. В на­стоящее время таких водохранилищ более 3000. Боль­шинство из них расположено в Азии и Северной Америке, а также в Европе. В России сейчас насчитывается 103 крупных водохранилища объемом более 0,1 км³ каждое. Накопленную в водохранилищах воду используют для ороше­ния и обводнения земель, водоснабжения населенных пунктов и промышленных предприятий, санитарных промывок речных русел, улучшения судоходных условий ниже по течению в маловодный период года и т. д. Водохранилища могут быть подразделены на типы по характеру ложа, способу его заполнения водой, географическому положению, месту в речном бассейне, характеру регулирования стока.

По морфологическому строению ложа,, водохранилища делятся на долинные и котловинные. К долинным относятся водохранилища, ложем которых служит часть речной долины. По способу заполнения водой водохранилища бывают запрудные, когда их наполняет вода водотока, на котором они расположены, и наливные, когда вода в них подается из рядом расположенного водотока или водоема. По географическому положению водохранилища делят на горные, предгорные, равнинные и приморские. По месту в речном бассейне водохранилища могут быть подраз­делены на верховые и низовые. Система водохранилищ на реке называется каскадом.По степени регулирования речного стока водо­хранилища могут быть многолетнего, сезонного, недельного и суточ­ного регулирования.

42. Основные морфологические и морфометрические характеристики водохранилищ. Отличие водохранилищ от рек и озер, их гидрологическая специфика. Для морфологических и морфометрических характеристик во­дохранилищ применимы те же показатели, что и для озер. Из морфометрических характеристик водохранилища наиболее важны площадь его поверхности F и объем V. Котловинные водохранилища обычно имеют озеровидную форму, долинные — вытянутую. Многие долинные водохранилища расширяются по направлению к плотине, имеют изрезанные берега и многочислен­ные заливы (затопленные устья притоков). Форма водохранилища изменяется с изменением уровня воды. Любое водохранилище рассчитывается на накопление некото­рого объема воды в период наполнения и на сброс этого же объема в период сработки. 43. Водный режим водохранилищ. Особенности гидрохимического и гидробиологического режима водохранилищ. Водный баланс водохранилищ, так же как и водный баланс озер, может быть охарактеризован уравнением, а в среднем для мно­голетнего периода - уравнением. Характерная черта структуры водного баланса водохранилищ — преобладание притока речных вод в приходной и преобладание стока вод в расходной части уравнения водного баланса. Колебания уровня воды в водохранилищах в основном являют­ся следствием искусственно регулируемого процесса наполнения и сработки водохранилища и могут быть оценены с по­мощью полного уравнения водного баланса водоема. В период наполнения, обычно во время половодья и паводков на реке, уровень воды в водохранилище может подняться на зна­чительную величину. Течения в водохранилищах имеют много общего с течениями в озерах, но отличаются более сложной простран­ственной структурой и нестационарным характером. Волнение на водохранилищах зависит от их размера. Обычно оно слабее, чем на озерах, но сильнее, чем на реках. На больших водохранилищах высоты волн достигают 2—3 м. Особенности гидрохимического и гидробиологического режи­мов водохранилищ определяются в основном тремя обстоятельства­ми: 1) интенсивностью водообмена, 2) характером грунтов и расти­тельности в зонах затопления и подтопления и 3) режимом накоп­ления и сработки вод, величиной и интенсивностью колебаний уровня воды. Контроль за режимом гидрохимических и гидробио­логических характеристик водохранилищ весьма актуален, посколь­ку многие из этих водоемов используются для водоснабжения, в том числе питьевого. 44. Происхождение болот и их распространение на земном шаре. Типы болот. Болота возникают путем заболачивания суши и путем зарастания водоемов. Заболачивание суши свойственно многим природным зонам зем­ного шара. Оно происходит при избыточном увлажнении и благо­приятных геоморфологических условиях, создающих предпосылки для застойного водного режима, накопле­ния органического вещества и образования болот. Можно выделить два основных вида заболачивания суши: за­топление и подтопление территори и. Затопление тер­ритории может быть обусловлено двумя причинами. Болота распространены на Земле повсеместно: в разных клима­тических зонах и на большинстве континентов. Подразделяют все болота на две боль­шие группы — заболоченные земли и собственно торфяные болота. К заболоченным землям можно отнести многие типы болот: травяные болота арктической тундры, тростниковые и осоковые болота лесостепи, засоленные болота полупустыни и пустыни и т. д. Верховые болота имеют мощный слой торфа и выпуклую поверхность. Верховые болота подразделяют на два подтипа — л е с н ы е, покрытые ковром сфагнового мха и сосной, и грядово-мочажинные, имеющие длинные гряды с кочками торфа и понижения — мочажины, покрытые сфагновым мхом и заросшие травянистой раститель­ностью.

45. СТРОЕНИЕ, МОРФОЛОГИЯ И ГИДРОГРАФИЯ ТОРФЯНЫХ БОЛОТ. РАЗВИТИЕ ТОРФЯНОГО БОЛОТА. Сформировавшееся верховое торфяное болото обычно имеет мно­гослойное строение, отражающее процесс постепенного накопления торфа и повышения поверхности болота. Каждый слой имеет специфический состав торфа, показывающий изменение ви­дового состава растительности на разных фазах развития болота. Вся толща торфа в болоте называется торфяной залежью. В пре­делах торфяной залежи выделяют инертный и деятельный слои, уровень грунтовых вод. Поверхность болота, как уже отмечалось, может быть вогнугая, плоская или выпуклая. Характерными элементами рельефа болота служат: положительные — гряды, кочки, бугры; отрицательные — мочажины, межкочечные и межбугровые понижения. Гряды — это отдельные вытянутые в длину повышенные участки болота, отделенные друг от друга вытянутыми, сильно обводненны­ми понижениями — мочажинами. Бугры сложены торфом и обычно связаны с явлением морозного выпучивания в условиях лесотунд­ры; высота бугров до нескольких метров. Кочки также состоят из торфа и связаны с неравномерным распределением растительного покрова и накопления торфа. Развитие торфяного болота —закономерный взаимосвязанный процесс накопления торфа и изменения водного режима торфяной залежи. Водный режим не только создает начальные условия возникно­вения болота, но и влияет на последующие фазы его развития. Накопление торфа ведет к изменению водного режима, а оно, в свою очередь, вызы­вает изменение условий существования растений и их видового состава, изменения интенсивности роста и разложения раститель­ной массы и накопления торфа. Эти взаимодействующие процессы и приводят к развитию торфяного болота.

Образование торфяных болот начинается с очагов заболачива­ния, которыми могут быть водоемы, неглубокие депрессии, русла слабопроточных водотоков, места выхода грунтовых вод на поверх­ность (родники, мочажины), участки подтопления вблизи водохра­нилищ, насыпей железных и шоссейных дорог и т. д. Накопление торфа идет в болоте неравномерно. В низинную фазу развития болота наименьшая интенсивность разложения рас­тительных остатков и наибольшая интенсивность накопления тор­фа отмечаются в наиболее низких застойных частях болота, т. е. в его центре. Это ведет к выравниванию поверхности болота и способствует началу переходной фазы его развития. В эту фазу накопление торфа идет по площади более равномерно, и его поверх­ность в центре болота поднимается приблизительно параллельно самой себе. В результате на краях болота возникают уклоны поверх­ности к периферии болота.

46. ВОДНЫЙ БАЛАНС И ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЖИМ БОЛОТ. ВЛИЯНИЕ БОЛОТ И ИХ ОСУШЕНИЯ НА РЕЧНОЙ СТОК. Хозяйственное значение болот. Водный баланс болота, как и других водных объектов суши, складывается из приходной части, включающей атмосферные осад­ки, приток поверхностных и подземных вод и из расходной части, включающей испарение, поверхностный и подземный отток. Источниками питания болот служат, таким образом, атмосфер­ные осадки, поверхностный и подземный сток из-за пределов бо­лота. У верховых и низинных болот соотношение этих источников питания различное: верховые болота питаются в основном атмосфер­ными осадками, низинные — поверхностными и подземными водами. Соотношение составляющих водного баланса болота изменя­ется во времени. Изменение условий питания и расходования влаги в болоте приводит, согласно уравнению водного баланса, к колебаниям уровня грунтовых вод, который обычно находится близко от поверхности болота и быстро реагирует на изменения составляющих водного баланса. Это и определяет водный режим болот. года наименьший. Тепловой режим торфяных болот помимо климатических усло­вий в значительной степени зависит от водно-тепловых свойств торфа и минеральных фунтов. Особенно важную роль играет теп­лоемкость и теплопроводность торфа, зависящие, в свою очередь, от соотношения объемов органического вещества, воды и воздуха в торфяной залежи. Чем больше содержание воды в торфе, тем боль­ше его теплоемкость и тем медленнее он нагревается и остывает. Таким образом, непосредственным следствием осушения болот должно стать уменьшение испарения и увеличение стока, причем тем большее, чем южнее расположен осушенный болотный массив. В зоне достаточного увлажнения дополнительной причиной увеличения среднего стока непосредственно в результате осушения болот служит сработка стагических (вековых) запасов подземных вод, сопутствующая снижению уровня грунтовых вод после осушения. Поэтому осушение болот, как правило, выравнивает колебания стока в течение года, иногда существенно увеличивая. Болота имеют большое хозяйственное значение. Добываемый после осушения болот торф широко используют как топливо, как удобрение и химическое сырье; идет торф и на подстилку скоту.

47. МИРОВОЙ ОКЕАН И ЕГО ЧАСТИ. КЛАССИФИКАЦИЯ МОРЕЙ. Океан —- обширная часть Мирового океана, расположенная между материками, обладающая самостоятельной системой циркуляции вод и специфическими осо­бенностями гидрологического режима. Общепринято выделение четырех океанов: Атланти­ческого, Тихого, Индийского и Северного Ледовитого. Внутри океанов выделяют моря. Море — сравнительно неболь­шая часть океана, вдающаяся в сушу или обособленная от других его частей берегами материка, повышениями дна или островами и обладающая специфическими чертами гидрологиче­ского режима. Внутренние моря обычно глубоко вдаются в сушу и имеют затруд­ненную связь с океаном через сравнительно узкие проливы. В свою очередь, внутренние моря подразделяют на межматериковые и внутри материковы. Окраинные моря сравнительно неглубоко вдаются в сушу и отделе­ны от океана полуостровами, грядами островов или порогами. Пролив — водное пространство, которое разделяет два участка суши и соединяет отдельные океаны и моря или их части. Залив — часть океана или моря, вдающаяся в сушу и не отде­ленная от нее островами или поднятиями дна. Лиман — залив, отделенный от моря песчаной косой, в которой есть узкий пролив, соединяющий лиман с мо­рем. 48.ПРОИСХОЖДЕНИЕ, СТРОЕНИЕ И РЕЛЬЕФ ДНА МИРОВОГО ОКЕАНА. ДОННЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ. Земная кора может включать несколько слоев (сверху вниз): осадочный, «гранитный», «базальтовый». Главные элементы рельефа дна океана: подводная окраина материков, включающая шельф, или материковую отмель материковый склон и материковое подножие; ложе океана, занимающее почти всю остальную площадь дна, за исключением особого вида рельефа — океаниче­ских желобов; океанические желоба. Материковая отмель (шельф) — верхняя мелководная часть под­водной окраины материков. Материковый склон распространяется от внешней границы шель­фа и иногда до глубин 3500 м. Материковое подножие занимает пространство с глубинами 2000— 2500 м, а кое-где до 4000 м. В морской воде находится много примесей: растворенных ве­ществ, коллоидов, взвесей, живых организмов и продуктов их жизнедеятельности. Эти примеси в океане, как в гигантском от­стойнике, постепенно осаждаются на дно и формируют донные отложения, или донные осадки. В соответствии с характером исходного материала, из которого образуются донные отложения, они подразделяются на два основ­ных типа: терригенные и органогенные, или биогенные. К терригенным отложениям относятся продукты размыва суши — взвешенные наносы, выносимые реками, а также продукты разру­шения берегов океана. Органогенные отложения формируются из остатков отмерших (в основном планктонных) организмов, живущих в воде,—скеле­тов, раковин и др. Вулканогенные отложения связаны с извержениями вулканов и поступлением в океан лавы, пепла, вулканической пыли как из вулканов на дне океана, так и из вулканов на суше.Хемогенные отложения на дне океана — это результат химиче­ских или биохимических процессов на дне и в придонных водах океана. В некоторых районах в прибрежных пляжных песках форми­руются россыпи тяжелых минералов. В небольших прибрежных морских районах в условиях засушливого климата иногда выпадают самосадочные соли, например глауберова и поваренная. Космогенные отложения на дне океана представлены в основном космической пылью, «космическими шариками», метеоритами. 49. ВОДНЫЙ БАЛАНС МИРОВОГО ОКЕАНА. Соленость воды в океанах и морях, методы ее определения. Повышение уровня Мирового океана происходит в основном вследствие увеличения поступления вод в результате таяния ледников Антарктиды, Гренландии и арктиче­ских островов, увеличения атмосферных осадков, а также благодаря увеличению объема океана в результате термического расширения воды. Атмосферные осадки составляют 90,7 % приходной части вод­ного баланса Мирового океана, а испарение — все 100% его рас­ходной части. Весьма характерно изменение по широтам соотношения двух главных составляющих уравнения водного баланса океана — осадков и испарения. Оно связано с общими закономерностями распределения на Земле тепла и влаги, которые определяют и за­кономерное изменение с широтой осадков на поверхность океана и испарение с его поверхности. В водном балансе отдельных океанов следует выделять пресно­водный баланс, т. е. баланс пресных вод в океане и полный водный баланс, учитывающий водообмен между океанами. Пресноводный баланс составляет 2—4 % полного водно­го баланса отдельных океанов. Соленость морской воды определяют по содержанию хлора или по электропроводности воды, так как морская вода — это электро­лит: чем больше солей в воде, тем больше ее электропроводность, т. е. меньше электрическое сопротивление; измеряя последнее, можно по таблицам пересчитать его в соленость. Можно использовать измерения угла преломления света в воде, так как этот угол зависит от солености. Можно получить соленость и по измерениям плот­ности воды. Наиболее точен полный химический анализ, однако этот способ слишком трудоемкий. Очень прост способ прямого измерения плотности ареометром. Прибор позволяет легко определить плотность воды, а затем при помощи таблиц получить значения солености. 50. СОЛЕВОЙ БАЛАНС ВОД ОКЕАНА. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СОЛЕНОСТИ ВОДЫ В МИРОВОМ ОКЕАНЕ. Все растворенные вещества разделяют на четыре группы: группа, определяющая соленость воды; группа микроэлементов, точнее «рассеянных» элементов; группа биогенных веществ и группа ра­створенных газов. Вещества первой группы содержатся в воде в наибольших ко­личествах, измеряемых в граммах на килограмм, т. е. в тысячных долях, в промилле. Они определяют соленость воды. Вторая группа примесей — элементы, содержащиеся в воде в нич­тожных количествах в единице массы, но в общей сумме их содержание в Мировом океане измеряется миллионами тонн (медь, уран, золото и др.). К третьей группе веществ относятся соединения азота, фосфо­ра, кремния и других элементов, участвующих в процессе жизне­деятельности организмов, поэтому они и названы биогенными веще­ствами. Четвертая группа веществ — газы, содержащиеся в количествах, из­меряемых миллиграммами на литр воды. Это кислород, азот, серово­дород и другие газы, количество которых связано как с физическими факторами (температура, давление, соленость), так и с биологическими. Соленость на поверхности океанов. Около экватора, в экваториальной штилевой полосе, находится об­ласть сравнительно меньшей солености, обусловленная большим коли­чеством дождей, здесь выпадающих вследствие скопления паров, соб­ранных пассатами с широких пространств к северу и к югу от штиле­вой полосы. Таким образом, несмотря на высокую температуру в шти­левой полосе, испарение там не велико, и количество выпадающей воды больше, чем испарившейся. По обе стороны к северу и к югу, в широких пассатных полосах, осадков выпадает мало, а испарение очень велико и как следствие вы­сокой температуры, и особенно как следствие постоянных и сухих вет­ров — пассатов. От границ пассатных полос к обеим полярным областям соленость убывает вследствие уменьшения испарения, потому что в умеренных широтах температура ниже и нет столь постоянных и сухих ветров. С другой стороны, причины, уменьшающие соленость, возра­стают с удалением от пассатных полос; увеличивается количество осад­ков, и постепенно начинают встречаться плавучие льды, таяние которых тоже способствует уменьшению солености на поверхности.

51. Тепловой баланс Мирового океана. Распределение температуры в Мировом океане. Термический режим и тепловой баланс океана во многом опре­деляют тепловой режим и климат всей планеты. Главное значение в тепловом балансе океана, конечно, имеет теплообмен через поверхность, на которую поступает солнечная радиация — главный источник теплоты, и где происходит испаре­ние — основной процесс, приводящий к теплоотдаче.

Распределение температуры воды на поверхности океана. Оно в це­лом подчиняется закону широтной зональности, так как поступление солнечной энергии зависит от географической широ­ты. Распределение температуры воды на картах показывают при помощи изотерм .Наиболее высокая температура воды на поверхности Мирового океана наблюдается в экваториальном поясе, несколько севернее экватора. Линия наивысшей температуры воды называется терми­ческим экватором. Наивысшая температура воды в Северном полушарии, как пра­вило, приходится на август, наинизшая — на февраль, т. е. на один месяц позже по сравнению с температурой воздуха. Температура воды в толще вод океана. С глубиной температура воды в океане, как правило, понижается. Наиболее активные процессы изменения температуры происходят на поверхности океана, куда поступает теплота от Солнца. В толщу воды эта теплота переносится конвективным перемешиванием и те­чениями — адвекцией.

52. Особенности режима солености к температуры воды внутренних морей. Плотность морской воды и ее зависимость от температуры, солености и давления. Понятие об условной плотности. Плотность морской воды, в отличие от пресной, зависит от температуры, солености и давления. ρ = f (T,S,P)

Эта формула в общем виде выражает уравнение состояния морской воды. Связь между плотностью воды и определяющими ее параметрами нелинейна, и простой теоретической формулы для нее еще не получено. Поэтому предложены приближенные уравнения состояния, по которым вычисляется плотность in situ.

Основным фактором, влияющим на плотность, является температура, поэтому для океанологических расчетов иногда применяют приближение Буссинеска: ρ =1.028 (1 - βT) 53. Распределения плотности воды в Мировом океане. Перемешивание вод в океанах и морях. Распределение плотности воды на поверхности океана. Поскольку плотность зависит от температуры и солености воды, распределение ее связано с распределением температуры и солености. Наиболее общие закономерности распределения плотности воды на поверхности следующие: плотность увеличивается от экватора в сторону полюсов. Общие закономерности распределения плотности связаны и с гло­бальной системой перемещения вод в Мировом океане. В высоких широтах вследствие охлаждения вод развивается вертикальная цирку­ляция, приводящая к опусканию холодных вод и к пе­ремещению их в глубинных слоях к экватору. На поверхности оке­ана движение вод направлено от экватора к высоким широтам. Вертикальное распределение плотности воды. С глубиной плот­ность воды в океанах увеличивается, именно этим обеспечивается вертикальное равновесие вод. Перемешивание или обмен в природных водах всегда связан с турбулентностью. Существует два вида турбулентного перемешивания воды в океане в зависимо­сти от сил, вызывающих его: фрикционное, вызываемое силой трения, и плотностное, вызываемое изменением плотности.

Фрикционное перемешивание происходит в течениях (в том числе приливных), при волнении вследствие различия скоростей в от­дельных объемах движущейся воды. Этот вид перемешивания при­водит только к перераспределению характеристик без изменения общего количества теплоты, солей и т. п. Выделяют две разно­видности особенно интенсивного фрикционного перемешивания: в поверхностном слое океана — волновое (или ветровое) пе­ремешивание, формирующее верхний почти однородный слой воды, на нижней границе которого лежит слой скачка; в районах интенсивных приливных течений — приливное перемеши­вание, захватывающее слои воды большой толщины, в которых также наблюдается большая однородность распределения характе­ристик. Плотностное перемешивание (конвекция) происходит при обрат­ной плотностной стратификации, возникающей либо при увеличе­нии плотности вышележащих слоев, либо при уменьшении плотно­сти слоев, лежащих ниже.

54. Морское волнение. Волны зыби, ветровые волны, деформация волн у берега. Ветровое волнение — одна из разновидностей волновых движе­ний, существующих в океане. Это волны, вызванные воздействием ветра на поверхность моря. Волны зыби создаются движением частиц воды по орбитам, имеющим форму окружности, причем точки, находя­щиеся на одном и том же горизонте, движутся по орбитам одина­кового радиуса, но с последовательным сдвигом фазы на каждой орбите, а находящиеся на одной вертикали движутся в одной и той же фазе, но по орбитам с уменьшающимся в глубину радиусом. Воздействуя на поверхность воды, ветер, благодаря трению о воду, создает касательные напряжения и влекущие усилия, а также вызывает местные колебания давления воздуха. В результате на поверхности воды даже при ветре, имеющем скорость I м/с, обра­зуются маленькие волны высотой, измеряемой в миллиметрах, и длиной — в сантиметрах. Эти едва зародившиеся волны имеют вид ряби. Различные варианты деформации волны связаны с характером берега и прибрежного рельефа дна. При пологом дне и неизменной при­брежной полосе передний склон волны становится круче, гребень догоняет впереди идущую подошву и наконец обрушивается, обра­зуя прибой. При отлогом дне и высоком крутом береге сры­вающийся гребень ударяет в берег и вода вскидывается вверх, образуя взброс. Прибой, особенно взброс, обладает огромной энергией. 55. Приливы. Приливообразующая сила. Элементы приливной волны. Приливы в морях, заливах, в устьях рек. Приливом называется движение вод океана, вызываемое силами взаимодействия в системе Земля — Луна — Солнце. Нагляднее все­го это явление наблюдается в виде периодических колебаний уров­ня воды у берегов, где происходит то повышение уровня — прилив, то понижение — отлив. Приливообразующая сила представляет собой равнодействующую между силой притяжения частицы к Луне и центробежной си­лой вращения системы Земля — Луна. Приливообразующая сила различна для разных участков поверхности Земли. Приливная волна относится к типу длинных волн: длина ее, как показывает эллипсоид прилива, равна половине длины параллели Зем­ли, т. е. тысячи километров, а средняя глубина океана — около 4 км. Каждая волна характеризуется определенными элементами,Общими элементами для волн являются:— вершина — наивысшая точка гребня волны;— подошва — наинизшая точка ложбины волны;— высота (h) — превышение вершины волны;— длина (Л)—горизонтальное расстояние между вершинами двух смежных гребней на волновом профиле, проведенном в генеральном направлении распространения волн;— период (т) — интервал времени между прохождением двух смежных вершин волн через фиксированную вертикаль; другими словами, это промежуток времени, в течение которого волна проходит расстояние, равное своей длине;— крутизна (е) — отношение высоты данной волны к ее длине. Крутизна волны в различных точках волнового профиля различна. 56. Морские течения и их классификация. Теория ветровых течений. Плотностный и геострофические течения. Циркуляция вод в Мировом океане. Течения в океане возбуждаются и существуют под действием двух сил: трения ветра и силы горизонтального градиента давления, соответственно и течения разделяются на дрейфовые, или фрикци­онные, и градиентные, или гравитационные. Причин же, порождающих течения, может быть несколько: ветер, разность плотностей воды, разность уровней, созданная атмосфер­ным воздействием или притоком воды из рек, и др. Если причины, вызывающие поступательное движе­ние воды, действуют кратковременно, то перенос невелик, и тече­ния имеют эпизодический, кратковременный срок существования — это случайное течение. Если же определяющий фактор действует длительно, устойчиво, то образуется так называемое постоянное течение.Теория ветровых течений. течение на поверхности отклоняет­ся от направления ветра на 45° вправо в Северном полушарии и влево — в Южном. Под поверхностью течение с глубиной умень­шается по абсолютной величине по экспоненциальному закону и продолжает отклоняться вправо в Северном полушарии, влево — в Южном. по теории ветровое течение на экваторе должно распространяться до дна, чего в природе нет. Толщина слоя ветрового течения практически огра­ничивается несколькими десятками метров. Вблизи берега структура ветрового течения усложняется. Плотностное течение порождает неравномерность распределения плотности в океане. В низких широтах Мирового океана плотность воды на поверхно­сти меньше, а удельный объем больше, чем в полярных областях. Следовательно, уровень во внутритропической области выше, чем в высоких широтах. Это приводит к движе­нию воды по уклону, т. е. от тропиков к по­люсам. Одновременно начинают действовать силы трения и Кориолиса, влияют очерта­ния берегов, рельеф дна и еще накладывает­ся глобальная система ветров. Все это вместе взятое и формирует общую циркуляцию вод океана.Циркуляция вод в мировом океане. Прежде всего, движение неоднородно по всей толще воды: на разных горизонтах могут наблюдаться разные ско­рости и направления движения. Существует, например, глубинное противотечение под Гольфстримом вдоль материкового склона Се­верной Америки. Особенно ин­тересно экваториальное подповерхностное противотечение. Поток зарождается у западных берегов океанов, куда пассатные течения приносят много воды. Противотечение уносит часть из­бытка воды, а оставшаяся его часть уходит с поверхностными течениями от экватора на север и на юг. У интенсивных струйных пограничных течений у западных окраин океанов обнаружены ме­андры, подобные речным, толь­ко гораздо более подвижные. 57. Уровень океанов и морей. Кратковременные, сезонные и долговременные изменения уровня в океанах и морях. Сейши, цунами, ветровые нагоны. Высота фактической уровенной поверхности моря над некото­рой отсчетной поверхностью называется уровнем моря и измеряется в сантиметрах. Рассматриваются несколько характеристик уровня: мгновенный, существующий в данный момент, средний, наивысший и наинизший за различные интервалы времени — суточный, декад­ный, месячный, годовой, многолетний и т. д. Кратковременные колебания уровня. могут происходить и непериодические колебания, вызываемые синоптическими процессами в атмосфере, влиянием давления и ветра, поэтому иногда они называются анемобарически-ми колебаниями уровня. Атмосферные процессы вызывают в море прибрежную циркуляцию и приводят к повышениям или понижениям уровня у берега. Эти колебания называются сгонно-нагонными. Сезонные колебания уровня. Для выяснения сезонных колебаний уровня ис­пользуют величины среднего месячного уровня. Колебания определяются изменением объе­ма воды в морском бассейне, что, в свою очередь, может быть вызвано изменением массы воды или измене­нием плотности воды, т. е. ее температуры и солености. Долгопериодные изменения уровня. Из средних месячных уровней можно получить средний годо­вой уровень для каждого отдельного года. Они оказываются раз­личными, что указывает на существование многолетних или меж­годовых колебаний уровня. Их природа недостаточно ясна, так же как и природа длительных климатических изменений. На некоторых участках берегов океанов и морей наблюдаются цунами — единичные волны или малые серии волн (в пределах десяти) высотой от десятков сантиметров до 30—35 м и даже больше. Сейши- Эти стоячие волны относятся к типу длин­ных, период их колебаний зависит от размеров водоема. 58. Ресурсы Мирового океана и их охрана. Воды океанов и морей обладают гигантскими запасами биоло­гических, минеральных, энергетических ресурсов, используемых еще слабо и весьма неравномерно. Но уже теперь индустрия, связанная с морем и играет значительную роль в решении таких глобальных проблем мирового сообщества, как продоволь­ственная, энергетическая и сырьевая. Полнее других используются биологические ресурсы: громадную долю мировой продукции дают морские промыслы — рыбный, морского зверя, моллюсков, ракооб­разных, водорослей и т. п. В настоящее время Тихий океан дает более 50 % улова рыбы, Атлантический и Северный Ледовитый океаны — около 40%, Индийский океан — 5 %. Минерально-сырьевые ресурсы океанов и мо­рей начинают играть важнейшую роль в экономике многих госу­дарств. Стоимость минерального сырья, ежегодно добываемого в Мировом океане, превышает 20 % общей стоимости продукции мировой горнодобывающей промышленности. Энергетические ресурсы океана представлены энергией волнения, течений (прежде всего струйных, а также силь­ных течений в морских проливах и узостях), термоядерной энер­гией (возможно выделение сверхтяжелого изотопа водорода — три­тия), разностью температуры воды на различных горизонтах, осмо­тическим давлением в районах смешения пресных и соленых вод и энергией приливов. Одно из главных богатств Мирового океана — его рекреа­ционные ресурсы, имеющие важное значение для туризма, отдыха и лечения.